VCM工作原理

為了提高配裝5速自動變速箱的V6發(fā)動機的燃油效率，采用了新一代的本田VCM。這是VCM首次應(yīng)用在非混合動力的雅閣車型上。以前的VCM系統(tǒng)是在3缸與4缸工作模式間切換的，與此不同的是，雅閣VCM系統(tǒng)能夠在3缸、4缸和全6缸工作模式間切換。

在車輛起步、加速或爬坡等任何需要大功率輸出的情況下，該發(fā)動機將會把全部6個氣缸投入工作。在中速巡航和低發(fā)動機負(fù)荷工況下，系統(tǒng)僅將運轉(zhuǎn)一個氣缸組，即三個氣缸。在中等加速、高速巡航和緩坡行駛時，發(fā)動機將會用4個氣缸來運轉(zhuǎn)。

本田第八代雅閣搭配的3.5vcm發(fā)動機

借助三種工作模式,VCM系統(tǒng)能夠細(xì)致地確定發(fā)動機的工作排量，使其隨時與行車要求保持一致。由于系統(tǒng)會自動關(guān)閉非工作缸的進(jìn)氣門和排氣門，所以可避免與進(jìn)、排氣相關(guān)的吸排損失，并進(jìn)一步提高了燃油經(jīng)濟性。VCM系統(tǒng)綜合實現(xiàn)了最高的性能和最高的燃油經(jīng)濟性－這兩種特性在常規(guī)發(fā)動機上通常無法共存。

VCM通過VTEC系統(tǒng)關(guān)閉進(jìn)、排氣門，以中止特定氣缸的工作，與此同時，由動力傳動系控制模塊切斷這些氣缸的燃油供給。在3缸工作模式下，后排氣缸組被停止工作。在四缸工作模式下，前排氣缸組的左側(cè)和中間氣缸正常工作，后排氣缸組的右側(cè)和中間氣缸正常工作。

非工作缸的火花塞會繼續(xù)點火，以盡量降低火花塞的溫度損失，防止氣缸重新投入工作時因不完全燃燒造成火花塞油污。

系統(tǒng)采用電子控制，并采用專用的一體式滑閥，該這些滑閥與缸蓋內(nèi)的搖臂軸支架一樣起著雙重作用。根據(jù)系統(tǒng)電子控制裝置發(fā)出的指令，滑閥會有選擇地將油壓導(dǎo)向特定氣缸的搖臂。然后，該油壓會推動同步活塞，實現(xiàn)搖臂的連接和斷開。

VCM系統(tǒng)對節(jié)氣門開度、車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、自動變速箱檔位選擇及其它因素進(jìn)行監(jiān)測，以針對各種工作狀態(tài)確定適宜的氣缸啟用方案。此外，該系統(tǒng)還會確定發(fā)動機機油壓力是否適合VCM進(jìn)行工作模式的切換，以及催化轉(zhuǎn)化器的溫度是否仍會保持在適當(dāng)范圍內(nèi)。為了使氣缸啟用或停用時的過渡能夠平穩(wěn)進(jìn)行，系統(tǒng)會調(diào)整點火正時、線控節(jié)氣門的開度，并相應(yīng)地啟用或解除變矩器鎖定。最終,3缸、4缸和6缸工作模式間的過渡，會在駕駛員覺察不到的狀態(tài)下完成。

主動控制式發(fā)動機支承(ACM)和主動式噪聲控制(ANC)　ACM系統(tǒng)用于最大限度地消除VCM系統(tǒng)啟用和停用氣缸時發(fā)動機所產(chǎn)生的振動影響。傳感器會向電子控制裝置(ECU)發(fā)出警告信息，使其操縱發(fā)動機前部和后部的ACM執(zhí)行器通過動作消除發(fā)動機振動。在雅閣車內(nèi)，主動噪聲控制(ANC)系統(tǒng)與ACM系統(tǒng)共同工作，進(jìn)一步降低與VCM系統(tǒng)功能相關(guān)的噪聲。

令人期待的2.5 VCM V6發(fā)動機

此次國產(chǎn)的第八代雅閣，除會提供2.4L和2.0L的發(fā)動機之外，更是首次引入一款3.5LV6發(fā)動機用以替代現(xiàn)有的3.0L發(fā)動機，成為國產(chǎn)雅閣的旗艦動力。我們本來以為這臺3.5L的發(fā)動機源自謳歌TL,但本田的日方技術(shù)人員否定了這種說法。這臺發(fā)動機最大的技術(shù)亮點是被稱為VCM(VariableCylinderManagement)的可變氣缸技術(shù)。但如今這臺發(fā)動機上所用到的是本田第二代VCM技術(shù)：第一代VCM技術(shù)只能在3氣缸和6氣缸之間切換，也就是全負(fù)荷工況和半負(fù)荷工況。但如今的第二代VCM技術(shù)，增加了四氣缸工作模式，使得發(fā)動機可以更完善地處理針對各種路況下的氣缸管理。本田的技術(shù)人員在針對第一代VCM的使用調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，在大部分城市道路上，更多時候并不需要6氣缸滿負(fù)荷運作，而3氣缸的省油模式又不能完全滿足復(fù)雜道路的駕駛需求，因此增加一個四氣缸工作模式可謂是最佳解決辦法——既滿足大部分路況的動力需求，又解決了燃油消耗過多的問題。而在實際駕駛過程中，工作氣缸之間的切換是在悄無聲息下完成的，車內(nèi)的人員完全感受不到氣缸切換的過程，而唯一讓他們驚訝的就是達(dá)到6.8L/100km的超低油耗。這樣的技術(shù)，真是多多益善，為和諧社會出力。

在V6 i-VTEC發(fā)動機上使用的VCM系統(tǒng)是首次應(yīng)用在非混合動力的雅閣車型上，新一代的VCM系統(tǒng)能夠在三缸、四缸和全六缸工作模式間切換，而以前只能在三缸與四缸工作模式間切換。

VCM系統(tǒng)能夠讓新雅閣在起步、加速或爬坡等任何需要大功率輸出的情況下保證全部六個氣缸投入工作。而在中速巡航和低發(fā)動機負(fù)荷工況下，僅運轉(zhuǎn)一個氣缸組，即三個氣缸，后排氣缸組停止工作。即前排氣缸組的左側(cè)和中間氣缸正常工作，后排氣缸組的右側(cè)和中間氣缸正常工作。

更先進(jìn)的動力

全新的3.5升V6發(fā)動機，采用了本田最先進(jìn)的VCM可變氣缸管理技術(shù)。VCM系統(tǒng)能夠在3缸、4缸和全6缸工作模式間自動切換，在車輛起步、加速或爬坡等任何需要大功率輸出的情況下，全部6個氣缸投入工作；在中速巡航和低發(fā)動機負(fù)荷工況下，系統(tǒng)僅運轉(zhuǎn)一個氣缸組，即3個氣缸；從而大大降低了燃油消耗。這款3.5L V6不但是迄今為止動力最強勁的本田發(fā)動機，其油耗還比上代雅閣3.0車型降低了7%。

2005年Odyssey迷你van上有的變動汽缸管理Variable Cylinder Management (VCM) 共同被使用，這VCM系統(tǒng)透過在不須有全面動力時 – 例如是在穩(wěn)定的巡航速度或煞制期間 - 關(guān)上V6引擎的後排汽缸，改良了燃料經(jīng)濟和排放。這些系統(tǒng)無間斷地一起協(xié)作，提供了一個根本上與一輛常規(guī)Accord沒有兩樣的駕駛經(jīng)驗。

那麼這一切高科技的東西是如何運作呢？要得到一個更好的了解，你可想像在你進(jìn)入及離開一條高速公路時的情形。在加速期間，這Accord Hybrid使用了其V6引擎的所有六個汽缸，如猛烈的加速是須要到的話是可再加上電動馬達(dá)的輔助，一旦到達(dá)了巡航速度,VCM系統(tǒng)便關(guān)掉了後排汽缸來減少燃料的消耗，如須要有更多的動力來維持速度，電馬達(dá)是可在那些後汽缸仍然不啟動下提供幫助。當(dāng)在離開高速公路時，電力是可透過能再生電力的煞制產(chǎn)生，替IMA的電池排 （位於後座後面) 充電和為冷氣的壓縮器提供電力。當(dāng)汽車在接近一次停車時下降至?xí)r速16公里以下，那V6便被關(guān)掉了。說罷，這Honda Accord Hybrid是可在6000轉(zhuǎn)制造出255匹的馬力和在5000轉(zhuǎn)的232磅呎扭力 （相比常規(guī)房車的是240匹和212磅呎），耗油量是坐落于城市的8.3公升/100公里和在高速公路駕駛期間的6.1公升/100公里 （這些都是保守的數(shù)字,Honda說真實的數(shù)字可能是更加低），這標(biāo)志著相比一輛汽油推動Accord一個分別在城市和高速公路耗油量上28%和17%的改良。

帶3級可變氣缸管理(VCM)的i-VTEC

配裝自動變速箱的雅閣單頂置凸輪軸V6發(fā)動機提供了帶VCM的i-VTEC"_blank" href="/item/自動變速箱/5722129" data-lemmaid="5722129">自動變速箱的尺寸更大、動力更強的雅閣V6與其尺寸較小、動力較弱的前代機型相比，在采用相同測試方法的條件下，前者實際上能達(dá)到更高的燃油經(jīng)濟性。如果采用美國環(huán)保署2008新方法計算，雅閣V6四門版可達(dá)到百公里油耗為城市12.4升，公路8.1升。這意味著，兩款車均采用相同的2008方法計算時，新款雅閣的比其前代提高了1mpg（城市道路每加侖燃油多跑1英里）/3 mpg（公路每加侖燃油多跑3英里）。

自從環(huán)保法規(guī)越來越嚴(yán)苛，強調(diào)短跑沖刺的二行程機車已經(jīng)完全絕種，但對於熱愛速度的騎士而言，二行程更可提供四行程引擎所沒有的樂趣，有鑒於此，日本HONDA正在開發(fā)全新系統(tǒng)，能同時擁有二行程的爆發(fā)力和四行程的平順度。

由HONDA所自行開發(fā)的VCM(Variable Cylinder Management)可變汽缸管理系統(tǒng)，不僅能獲得更為節(jié)省的燃油表現(xiàn)，且還能讓機車同時擁有二行程的沖刺爆發(fā)力，和四行程引擎順度加速的快感，也就是說一輛機車能具備二行程和四行程引擎的特性。其實HONDA之所以開發(fā)VCM系統(tǒng)，主要是為了滿足機車騎士的需求，基於受到新環(huán)保法規(guī)的約束，二行程早已消失，縱使對環(huán)保有殺傷力，但對騎士來說樂趣遠(yuǎn)超過四行程機車。

所以HONDA就將運用在四輪乘用車上的技術(shù)，轉(zhuǎn)移到二輪機車的動力系統(tǒng)上。根據(jù)HONDA表示,VCM系統(tǒng)在低負(fù)重情況下進(jìn)排氣氣門與燃料噴射系統(tǒng)處於休息狀態(tài)，可讓油耗表現(xiàn)更好；而在低轉(zhuǎn)速時則擁有類似二行程引擎的爆發(fā)力，當(dāng)加速起步時絕對更優(yōu)於四行程引擎，而高轉(zhuǎn)速時又獲得四行程引擎的平順基因，這可說是在強調(diào)油耗經(jīng)濟性的同時，得以提供更多樂趣給機車騎士們。

當(dāng)然這項新技術(shù)也將隨著東京車展的到來，在HONDA二輪機車展區(qū)現(xiàn)身，至於正式運用在量產(chǎn)機車上的時間，估計最快在2008年中以後。2100433B

圖5~圖8給出了不同類型的自屏蔽式VCM的結(jié)構(gòu)。圖中的半圓虛線所描繪的內(nèi)外漏磁場分布趨勢是收斂性的。綜觀各種自屏蔽式VCM，具有以下幾個特點:

內(nèi)外漏磁場小。我們以圖5所示的短音圈雙磁路自屏蔽VCM為例，圖9描繪其內(nèi)磁場分布。

有效工作行程內(nèi)的力常數(shù)值均勻。VCM的重要設(shè)計原則之一應(yīng)該使力常數(shù)和動圈電感就其在磁路中位置的變化而言，保持恒定。由于VCM永磁材料的離散性而造成的氣隙磁密的不均勻，引起了力常數(shù)(BI)m18^r}Bl)m8。的變化量，即△BI。伺服定位系統(tǒng)為保證磁頭快速到達(dá)目的磁道，盡力縮短剎車時間。為此，只能以最小的BI值來裝訂恒壓控制系統(tǒng)的剎車曲線。

第三，頻響特性好。隨著大容量、高密度的磁盤機的發(fā)展，為提高系統(tǒng)帶寬，對音圈的固有頻率了更高的要求。如在240 SZX 002型VCM的磁頭定位裝置中，要求跟蹤磁頭相對磁盤擺動的過程中，機械諧振角頻率w大于 104赫，即對應(yīng)要求機械諧振頻率大于1600赫。雖然在伺服控制線路中可以采用有源陷波龜路來濾除諧振峰的影響，但是電路只能對VCM的某一點諧振頻率起作用，而對多點不同振幅釣諧振峰，則會造成定位不準(zhǔn)、功耗急增、無法找道或失鎖等現(xiàn)象。

外磁式VCM與自屏蔽式VCM的區(qū)別在于磁路型式不同。外磁式VCM的永磁體暴露于外部空間，因此磁力線是發(fā)散的。對外部磁千擾是不容忽視的。例如，美國IBM 3330外磁式V CIvff由于外漏磁嚴(yán)重而采用磁屏蔽罩，國內(nèi)有些外磁式VCM采取安裝前屏蔽板措施，目的都是消除對磁頭讀寫的影響。而自屏蔽式VCM的永磁體巧妙地將外部回路(即機殼)作為磁屏蔽，這樣從永久磁鐵發(fā)出的磁力線，穿過處于氣隙中的音圈，經(jīng)過內(nèi)鐵芯又回到了外磁路，形成了一個閉合磁路。在自屏蔽式VCM設(shè)計中，除鐵芯必須處于飽和狀態(tài)外，其它軟磁回路均不飽和，因此氣隙中所需的高磁密不會大量外泄。

為了減小儲能系統(tǒng)功率調(diào)節(jié)壓力，實現(xiàn)潮流在系統(tǒng)內(nèi)的合理分配，提出了一種分布式多變流器型微電網(wǎng)無互聯(lián)線潮流控制。針對VCM-VSC 和CCM-VSC 控制特點，提出了適用于CCM-VSC 的倒下垂控制來實現(xiàn)CCM-VSC 間的功率分配，并通過合理設(shè)置CCM-VSC 倒下垂系數(shù)與VCM-VSC 下垂系數(shù)實現(xiàn)潮流在基于這2 種接口變流器的DR 間的合理分配。同時， 為了改善VCM-VSC 和CCM-VSC 間功率分配精度，提出虛擬阻抗與自適應(yīng)空載電壓結(jié)合法。最后，通過實時硬件在環(huán)仿真平臺驗證了所提控制策略的正確性與可行性。結(jié)果表明， 功率能夠按照需求在VCM-VSC 和CCM-VSC 間合理分配，減小了VCM-VSC 功率調(diào)控壓力，且分配精度較高。

采用的虛擬阻抗與自適應(yīng)空載電壓結(jié)合法暫僅考慮線路阻抗或虛擬阻抗設(shè)置為感性工況，其他工況可類比分析。在今后工作中分析多種線路阻抗和虛擬阻抗設(shè)置時的功率分配情況，以更好滿足實際工程應(yīng)用的多種需求。